JP4291961B2

JP4291961B2 - Internal combustion engine

Info

Publication number: JP4291961B2
Application number: JP2001085953A
Authority: JP
Inventors: 一紀菊池; 智司飯嶌
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP2002285851A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンが摺動自在に嵌合されるシリンダボアに連なる燃焼室と、燃焼室に開口する吸気ポートおよび排気ポートと、蓄圧室と、該蓄圧室および燃焼室間を結ぶ蓄圧ポートとが設けられるシリンダヘッドに、前記吸気ポート、排気ポートおよび蓄圧ポートをそれぞれ開閉する吸気弁、排気弁および蓄圧弁が開閉作動可能に配設される内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる内燃機関は、たとえば特開２０００−２８２８６７号公報で既に知られており、機関の膨張行程で蓄圧弁を一定期間開くことにより蓄圧室に既燃焼ガスを取り込み、次の圧縮行程で蓄圧弁を一定期間開くことにより蓄圧室から燃焼室に既燃焼ガスを噴入することで、燃焼室内のガスの圧縮圧力を高め、機関の高出力化を図るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、吸気弁がピストンの下死点を過ぎて圧縮行程に入ってもわずかに開弁しており、蓄圧弁は、吸気弁が全閉状態となった後の圧縮行程で一定期間開弁するようにしている。このため、燃焼室内の圧力が既に上昇し始めた状態で蓄圧弁が開弁することになり、この蓄圧弁の開弁時には蓄圧室および燃焼室間の圧力差が比較的小さくなっている。しかも蓄圧弁の開弁期間も比較的小さくなるので、燃焼室のガスの圧縮圧力および温度上昇効果が不充分であり、更なる熱効率の向上のためには過給量を増大させる必要がある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、過給量を増大させて熱効率を向上した内燃機関を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ピストンが摺動自在に嵌合されるシリンダボアに連なる燃焼室と、燃焼室に開口する吸気ポートおよび排気ポートと、蓄圧室と、該蓄圧室および燃焼室間を結ぶ蓄圧ポートとが設けられるシリンダヘッドに、前記吸気ポート、排気ポートおよび蓄圧ポートをそれぞれ開閉する吸気弁、排気弁および蓄圧弁が開閉作動可能に配設される内燃機関において、前記吸気弁を前記ピストンが下死点に達するまでに全閉状態とし、前記蓄圧弁を機関の膨張行程で第１の期間開弁するとともに次の吸気行程での前記下死点前から該下死点を過ぎた圧縮行程にわたって第２の期間だけ開弁することを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、吸気弁をピストンが下死点に達するまでに全閉状態とすることにより、吸入空気量を制限し、圧縮比よりも膨張比を高めて熱効率を向上することができる。またピストンが下死点に達するまでに吸気弁が全閉状態となることで、蓄圧弁の開弁時期を吸気行程でのピストンの下死点前に定めることができ、しかも蓄圧弁を前記下死点を過ぎた圧縮行程で閉弁するようにしているので、燃焼室内の圧力が上昇し始める前に蓄圧室の既燃焼ガスを燃焼室に噴入するとともに蓄圧弁の開角を比較的大きくすることができ、過給量を増大させて熱効率をより一層向上することができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記吸気ポートが、燃焼室内でスワール流を生じる形状に形成され、燃焼室内でのスワール流の流れ方向に沿って前記吸気ポートの燃焼室への開口端の直下で燃焼室に開口するように前記蓄圧ポートが形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、吸気弁を比較的早く閉じることにより、既に形成されている燃焼室内のスワール流によって蓄圧ポートに作用する負圧を利用して蓄圧室内の蓄圧力を燃焼室に有効に作用させ、熱効率をより一層向上することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すものであり、図１は内燃機関の縦断正面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線から見たシリンダヘッドの底面図、図４は吸気弁、排気弁および蓄圧弁の開閉作動特性図である。
【００１０】
先ず図１および図２において、内燃機関Ｅの機関本体Ｅａは、クランクケース１０と、該クランクケース１０の上面に結合されるシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上端面に結合されるシリンダヘッド１２とを備え、クランクケース１０に回転自在に支承されるクランクシャフト１３と、シリンダブロック１１に設けられるシリンダボア１１ａに摺動自在に嵌合されるピストン１４とがコンロッド２８を介して連結される。
【００１１】
シリンダヘッド１２には、シリンダボア１１ａに連なる燃焼室１２ａが設けられており、燃焼室１２ａの天井面中心部に電極１５ａを臨ませる点火プラグ１５がシリンダヘッド１２に取付けられる。
【００１２】
図３を併せて参照して、シリンダヘッド１２には、燃焼室１２ａ内に図３の矢印で示すようなスワール流２９を形成するようにして螺旋状に形成される吸気ポート１６と、排気ポート１７とが設けられており、吸気ポート１６および排気ポート１７の燃焼室１２ａへの開口端には弁座１８，１９が形成される。これらの弁座１８，１９には吸気弁２０および排気弁２１がそれぞれ着座可能である。
【００１３】
吸気弁２０および排気弁２１は、それらの弁２０，２１の軸間が上方に向って広がるようにＶ字状に配置されてシリンダヘッド１２に開閉作動可能として配設されており、シリンダヘッド１２と吸気弁２０および排気弁２１との間には、それらの弁２０，２１を閉弁方向に付勢する弁ばね２５，２６が設けられる。
【００１４】
吸気弁２０および排気弁２１の弁頭間には、シリンダヘッド１２で回転自在に支承されるカムシャフト２２が配置される。該カムシャフト２２には、吸気カム２２ａおよび排気カム２２ｂが設けられており、吸気カム２２ａおよび排気カム２２ｂと、吸気弁２０および排気弁２１とは吸気ロッカアーム２３および排気ロッカアーム２４を介して連動、連結される。
【００１５】
カムシャフト２２には、クランクシャフト１３の回転動力が調時伝動装置２７を介して１／２の減速比で伝達されており、吸気弁２０および排気弁２１は、カムシャフト２２の回転に応じて吸気および排気カム２２ａ，２２ｂならびに吸気および排気ロッカアーム２２，２３の協働作用により、図４で示す開閉タイミングで開閉駆動される。
【００１６】
而して吸気カム２２ａは、図４の破線で示す従来の吸気弁の開閉作動特性に比べて、図４の実線で示すように、吸気弁２０の開弁リフト量を小さくし、しかもピストン１４が下死点に達するまでに吸気弁２０が全閉状態となるように形成される。
【００１７】
さらにシリンダヘッド１２には、蓄圧室３０と、該蓄圧室３０および燃焼室１２ａ間を結ぶ蓄圧ポート３１とが設けられ、蓄圧ポート３１は、吸気ポート１６から燃焼室１２ａに流入する空気によって燃焼室１２ａ内に形成されるスワール流２９の流れ方向に沿って、吸気ポート１６の燃焼室１２ａへの開口端の直下で燃焼室１２ａに開口するように形成される。
【００１８】
蓄圧ポート３１の燃焼室１２ａへの開口端には弁座３２が形成されており、この弁座３２に着座可能な蓄圧弁３３が開閉作動を可能としてシリンダヘッド１２に配設され、シリンダヘッド１２および蓄圧弁３３間には、蓄圧弁３３を閉弁方向に付勢する弁ばね３５が設けられる。
【００１９】
シリンダヘッド１２には、蓄圧弁３３の弁頭に当接するカムフォロア３６が摺動自在に嵌合されており、カムシャフト２２の一端に固定された蓄圧カム２２ｃがカムフォロア３６に当接、係合される。
【００２０】
而してカムシャフト２２の回転に応じて蓄圧弁３３は図４で示すように開閉駆動されるものであり、蓄圧弁３３は、機関の膨張行程で第１の期間Ａだけ開弁するとともに次の吸気行程でのピストン１４の下死点前から該下死点を過ぎた圧縮行程にわたって第２の期間Ｂだけ開弁する。しかも蓄圧カム２２ｃは、図４の破線で示す従来の蓄圧弁の開弁期間Ｂ′よりも大きな第２の期間Ｂだけ蓄圧弁３３を開弁するとともに、蓄圧弁３３のリフト量Ｌを図４の破線で示す従来の蓄圧弁のリフト量Ｌ′よりも大きくするように形成される。
【００２１】
さらにシリンダヘッド１２には、蓄圧室３０に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３６が取付けられ、この燃料噴射弁３６による燃料噴射は、図４で示すように、蓄圧弁３３の閉弁中、望ましくは排気行程での第３の期間Ｃに実行される。
【００２２】
次にこの実施例の作用について説明すると、内燃機関Ｅの運転中、膨張行程の後半に蓄圧弁３３が第１の期間Ａだけ開弁すると、燃焼室１２ａ内の既燃焼ガスの一部が、そのガス自体の圧力により蓄圧ポート３１から蓄圧室３０に充填される。次いで排気行程では、燃料噴射弁３６が第３の期間Ｃだけ作動し、機関Ｅの運転状況に応じた量だけ蓄圧室３０に直接噴射された燃料が、比較的高温の状態にある既燃焼ガスと接触することで気化状態となる。
【００２３】
次いで排気行程から吸気行程に移行すると、ピストン１４が下降するとともに吸気弁２０が開弁するので、吸気ポート１６から燃焼室１２ａに空気が吸入されてスワール流２９を形成し、吸気弁２０の閉弁後に蓄圧弁３３が第２の期間Ｂだけ開弁する。これにより、蓄圧弁３０に蓄えられていた既燃焼ガスが、それ自体の圧力をもって気化状態の燃料とともに蓄圧ポート３１から燃焼室１２ａに噴入し、気化状態の燃料を含む混合気を燃焼室１２ａ内で形成するとともに、その混合気の圧縮圧力および温度をより高めることができ、機関Ｅが高出力を発揮するとともにＥＧＲ効果を発揮して排気ガス中のＮＯ_Xを低減することができる。
【００２４】
しかも吸気弁２０は、ピストン１４が下死点に達するまでに全閉状態となるものであり、それによって吸入空気量を制限し、圧縮比よりも膨張比を高めて熱効率を向上することができる。
【００２５】
またピストン１４が下死点に達するまでに吸気弁２０が全閉状態となることで、蓄圧弁３３の開弁時期を吸気行程でのピストン１４の下死点前に定めることができ、それに加えて蓄圧弁３３を前記下死点を過ぎた圧縮行程で閉弁するようにしているので、燃焼室１２ａ内の圧力が上昇し始める前に蓄圧室３０の既燃焼ガスを燃焼室１２ａに噴入するとともに、図４の破線で示す従来の蓄圧弁の開弁期間Ｂ′よりも大きな第２の期間Ｂだけ蓄圧弁３３を開弁するようにして蓄圧弁３３の開角を比較的大きくすることができ、開角を大きくすることでリフト量Ｌも従来のリフト量Ｌ′よりも大きくすることが可能となる。この結果、過給量を増大させて熱効率をより一層向上することができる。
【００２６】
さらに蓄圧室３０および燃焼室１２ａ間を結ぶ蓄圧ポート３１は、燃焼室１２ａ内に形成されるスワール流２９の流れ方向に沿って、吸気ポート１６の燃焼室１２ａへの開口端の直下で燃焼室１２ａに開口するものであるので、吸気弁２０を比較的早く閉じることにより既に形成されている燃焼室１２ａ内のスワール流によって蓄圧ポート３１に作用する負圧を利用し、蓄圧室３０内の蓄圧力を燃焼室１２ａに有効に作用させ、熱効率をより一層向上することができる。
【００２７】
ところで、この実施例では、蓄圧弁３３が閉じた直後の排気行程で蓄圧室３０に燃料噴射弁３６から燃料を直接噴射するようにしているので、次に蓄圧弁３３が開くまでの時間を充分に確保でき、蓄圧室３０で燃料を充分に気化させることが可能である。
【００２８】
また蓄圧弁３３の長い閉弁期間中に蓄圧室３０に燃料を直接噴射する場合には、その噴射時間Ｃを充分に確保することが可能であり、圧縮行程の終期に燃焼室１２ａに燃料を瞬時に直接噴射する一般的な筒内噴射に比べて噴射圧力を低下することが可能であり、燃料噴射弁３６を含む燃料供給系の構成の簡素化、ひいてはコスト低減を図ることが可能となる。
【００２９】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３０】
たとえば上記実施例では蓄圧室３０に燃料を直接噴射するようにしたが、吸気ポート１６に燃料を噴射するようにした内燃機関にも本発明を適用することができる。また吸気弁２０および排気弁２１は、上記実施例のように２弁式のものに限定されるものではなく、２弁式や４弁式の内燃機関にも本発明を適用可能である。
【００３１】
また吸気弁２０および排気弁２１の作動特性を運転状況に応じて変更するようにした内燃機関にも本発明を適用することが可能であり、そのような内燃機関では、蓄圧弁３３の開弁による過給時期の一部を低負荷時に吸気行程とラップさせることにより、筒内圧力の低下を防止することができ、スロットル開度を大きくすることでポンピングロスの低減を図ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、吸気弁を早閉じとすることで圧縮比よりも膨張比を高めて熱効率を向上することができ、燃焼室内の圧力が上昇し始める前に蓄圧室の既燃焼ガスを燃焼室に噴入するとともに蓄圧弁の開角を比較的大きくすることができ、過給量を増大させて熱効率をより一層向上することができる。
【００３３】
また請求項２記載の発明によれば、蓄圧室内の蓄圧力を燃焼室に有効に作用させ、熱効率をより一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の縦断正面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３−３線から見たシリンダヘッドの底面図である。
【図４】吸気弁、排気弁および蓄圧弁の開閉作動特性図である。
【符号の説明】
１１ａ・・・シリンダボア
１２・・・シリンダヘッド
１２ａ・・・燃焼室
１４・・・ピストン
１６・・・吸気ポート
１７・・・排気ポート
２０・・・吸気弁
２１・・・排気弁
３０・・・蓄圧室
３１・・・蓄圧ポート
３３・・・蓄圧弁
Ｅ・・・内燃機関[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a combustion chamber connected to a cylinder bore into which a piston is slidably fitted, an intake port and an exhaust port that open to the combustion chamber, a pressure accumulation chamber, and a pressure accumulation port that connects the pressure accumulation chamber and the combustion chamber. The present invention relates to an internal combustion engine in which an intake valve, an exhaust valve, and an accumulator valve that open and close the intake port, the exhaust port, and the accumulator port, respectively, are disposed in a cylinder head that is provided so as to be able to open and close.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, such an internal combustion engine is already known, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-282867. The combustion valve is taken in the accumulator chamber by opening the accumulator valve for a certain period in the expansion stroke of the engine, and the accumulator is accumulated in the next compression stroke. By opening the valve for a certain period of time, the already burned gas is injected from the pressure accumulating chamber into the combustion chamber, thereby increasing the compression pressure of the gas in the combustion chamber and increasing the output of the engine.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional one, the intake valve is slightly opened even after the bottom dead center of the piston enters the compression stroke, and the accumulator valve is the compression stroke after the intake valve is fully closed. The valve is opened for a certain period of time. For this reason, the pressure accumulation valve is opened in a state where the pressure in the combustion chamber has already started to rise, and the pressure difference between the pressure accumulation chamber and the combustion chamber is relatively small when the pressure accumulation valve is opened. In addition, since the opening period of the pressure accumulating valve is also relatively small, the effect of increasing the compression pressure and temperature of the gas in the combustion chamber is insufficient, and it is necessary to increase the supercharging amount in order to further improve the thermal efficiency.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine in which the supercharging amount is increased and the thermal efficiency is improved.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to a combustion chamber connected to a cylinder bore into which a piston is slidably fitted, an intake port and an exhaust port that open to the combustion chamber, an accumulator chamber, An internal combustion engine in which an intake valve, an exhaust valve, and an accumulator valve that open and close the intake port, the exhaust port, and the accumulator port, respectively, are disposed in a cylinder head provided with an accumulator port that connects the accumulator chamber and the combustion chamber. The intake valve is fully closed before the piston reaches bottom dead center, and the accumulator valve is opened for a first period in the expansion stroke of the engine and before the bottom dead center in the next intake stroke. The valve is opened only for the second period over the compression stroke past the bottom dead center.
[0006]
According to such a configuration, by making the intake valve fully closed before the piston reaches bottom dead center, it is possible to limit the amount of intake air and increase the expansion ratio rather than the compression ratio to improve the thermal efficiency. it can. In addition, since the intake valve is fully closed before the piston reaches the bottom dead center, the valve opening timing of the pressure accumulating valve can be determined before the bottom dead center of the piston in the intake stroke, and the pressure accumulating valve is Since the valve is closed in the compression stroke past the dead center, the burned gas in the accumulator is injected into the combustion chamber before the pressure in the combustion chamber starts to rise, and the opening angle of the accumulator valve is relatively large. It is possible to increase the supercharging amount and further improve the thermal efficiency.
[0007]
According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the intake port is formed in a shape that generates a swirl flow in the combustion chamber, and follows the flow direction of the swirl flow in the combustion chamber. The pressure accumulation port is formed so as to open to the combustion chamber immediately below the opening end of the intake port to the combustion chamber. According to such a configuration, the intake valve is already closed relatively quickly, The accumulated pressure in the pressure accumulating chamber is effectively applied to the combustion chamber by using the negative pressure acting on the pressure accumulating port by the swirl flow formed in the combustion chamber, and the thermal efficiency can be further improved.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on one embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0009]
1 to 4 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal front view of an internal combustion engine, FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3 is 3-3 of FIG. 4 is a bottom view of the cylinder head as seen from the line, and FIG. 4 is a graph showing opening / closing operation characteristics of the intake valve, the exhaust valve, and the pressure accumulating valve.
[0010]
1 and 2, the engine body Ea of the internal combustion engine E includes a crankcase 10, a cylinder block 11 coupled to the upper surface of the crankcase 10, and a cylinder head 12 coupled to the upper end surface of the cylinder block 11. A crankshaft 13 rotatably supported by the crankcase 10 and a piston 14 slidably fitted to a cylinder bore 11a provided in the cylinder block 11 are connected via a connecting rod 28.
[0011]
The cylinder head 12 is provided with a combustion chamber 12a connected to the cylinder bore 11a. A spark plug 15 is attached to the cylinder head 12 so that the electrode 15a faces the center of the ceiling surface of the combustion chamber 12a.
[0012]
Referring also to FIG. 3, the cylinder head 12 has an intake port 16 formed in a spiral shape so as to form a swirl flow 29 as indicated by an arrow in FIG. 17, and valve seats 18 and 19 are formed at the open ends of the intake port 16 and the exhaust port 17 to the combustion chamber 12a. An intake valve 20 and an exhaust valve 21 can be seated on the valve seats 18 and 19, respectively.
[0013]
The intake valve 20 and the exhaust valve 21 are arranged in a V shape so that the distance between the axes of the valves 20 and 21 extends upward, and is arranged to be openable and closable with respect to the cylinder head 12. Between the intake valve 20 and the exhaust valve 21, valve springs 25 and 26 for biasing the valves 20 and 21 in the valve closing direction are provided.
[0014]
A camshaft 22 that is rotatably supported by the cylinder head 12 is disposed between the valve heads of the intake valve 20 and the exhaust valve 21. The camshaft 22 is provided with an intake cam 22a and an exhaust cam 22b. The intake cam 22a and the exhaust cam 22b, and the intake valve 20 and the exhaust valve 21 are interlocked via an intake rocker arm 23 and an exhaust rocker arm 24. Connected.
[0015]
The rotational power of the crankshaft 13 is transmitted to the camshaft 22 at a reduction ratio of 1/2 through the timing transmission device 27. The intake valve 20 and the exhaust valve 21 are in response to the rotation of the camshaft 22. By the cooperative action of the intake and exhaust cams 22a and 22b and the intake and exhaust rocker arms 22 and 23, they are opened and closed at the opening and closing timing shown in FIG.
[0016]
Thus, the intake cam 22a reduces the valve opening lift amount of the intake valve 20 as shown by the solid line in FIG. 4 as compared with the opening / closing operation characteristic of the conventional intake valve shown by the broken line in FIG. Is formed so that the intake valve 20 is fully closed before the bottom dead center is reached.
[0017]
Further, the cylinder head 12 is provided with a pressure accumulating chamber 30 and a pressure accumulating port 31 connecting the pressure accumulating chamber 30 and the combustion chamber 12a. The pressure accumulating port 31 is formed by the air flowing from the intake port 16 into the combustion chamber 12a. Along the flow direction of the swirl flow 29 formed in 12a, the intake port 16 is formed to open to the combustion chamber 12a immediately below the opening end to the combustion chamber 12a.
[0018]
A valve seat 32 is formed at the open end of the pressure accumulating port 31 to the combustion chamber 12a, and a pressure accumulating valve 33 that can be seated on the valve seat 32 is disposed in the cylinder head 12 so as to be able to open and close. Between the pressure accumulating valve 33 and the pressure accumulating valve 33, a valve spring 35 that urges the pressure accumulating valve 33 in the valve closing direction is provided.
[0019]
A cam follower 36 abutting on the valve head of the pressure accumulating valve 33 is slidably fitted to the cylinder head 12, and a pressure accumulating cam 22 c fixed to one end of the cam shaft 22 is abutted and engaged with the cam follower 36. The
[0020]
Thus, the pressure accumulating valve 33 is driven to open and close in accordance with the rotation of the camshaft 22, and the pressure accumulating valve 33 is opened only during the first period A during the expansion stroke of the engine. During the second intake stroke B, the valve is opened only for the second period B over the compression stroke past the bottom dead center from the bottom dead center of the piston 14. Moreover, the pressure accumulating cam 22c opens the pressure accumulating valve 33 only during a second period B longer than the valve opening period B 'of the conventional pressure accumulating valve shown by the broken line in FIG. It is formed to be larger than the lift amount L ′ of the conventional pressure accumulating valve indicated by the broken line.
[0021]
Further, a fuel injection valve 36 for directly injecting fuel into the pressure accumulating chamber 30 is attached to the cylinder head 12. The fuel injection by the fuel injection valve 36 is preferably performed while the pressure accumulating valve 33 is closed as shown in FIG. Is executed in the third period C in the exhaust stroke.
[0022]
Next, the operation of this embodiment will be described. When the accumulator valve 33 is opened only during the first period A during the second half of the expansion stroke during operation of the internal combustion engine E, a part of the burned gas in the combustion chamber 12a is The pressure accumulation chamber 30 is filled from the pressure accumulation port 31 by the pressure of the gas itself. Next, in the exhaust stroke, the fuel injection valve 36 operates only for the third period C, and the fuel directly injected into the pressure accumulating chamber 30 by an amount corresponding to the operating condition of the engine E is in a relatively high temperature state. Vaporized by contact with.
[0023]
Next, when the exhaust stroke shifts to the intake stroke, the piston 14 descends and the intake valve 20 opens, so that air is drawn into the combustion chamber 12a from the intake port 16 to form a swirl flow 29, and the intake valve 20 is closed. The accumulator valve 33 is opened for the second period B after the valve. As a result, the already burned gas stored in the pressure accumulating valve 30 is injected into the combustion chamber 12a from the pressure accumulating port 31 together with the vaporized fuel with its own pressure, and an air-fuel mixture containing the fuel in the vaporized state is injected into the combustion chamber 12a. In addition, the compression pressure and temperature of the air-fuel mixture can be increased, and the engine E can exhibit a high output and can exhibit the EGR effect to reduce NO _x in the exhaust gas.
[0024]
Moreover, the intake valve 20 is fully closed before the piston 14 reaches bottom dead center, thereby limiting the amount of intake air and increasing the expansion ratio rather than the compression ratio, thereby improving the thermal efficiency. .
[0025]
In addition, since the intake valve 20 is fully closed before the piston 14 reaches the bottom dead center, the opening timing of the pressure accumulating valve 33 can be determined before the bottom dead center of the piston 14 in the intake stroke. Since the pressure accumulating valve 33 is closed in the compression stroke past the bottom dead center, the burnt gas in the pressure accumulating chamber 30 is injected into the combustion chamber 12a before the pressure in the combustion chamber 12a starts to rise. At the same time, the accumulator valve 33 is opened for a second period B longer than the conventional accumulator valve opening period B 'shown by the broken line in FIG. The lift amount L can be made larger than the conventional lift amount L ′ by increasing the opening angle. As a result, the supercharging amount can be increased to further improve the thermal efficiency.
[0026]
Further, the pressure accumulation port 31 connecting the pressure accumulation chamber 30 and the combustion chamber 12a is located in the combustion chamber just below the opening end of the intake port 16 to the combustion chamber 12a along the flow direction of the swirl flow 29 formed in the combustion chamber 12a. 12a, the negative pressure acting on the pressure accumulation port 31 by the swirl flow in the combustion chamber 12a that has already been formed by closing the intake valve 20 relatively quickly is utilized to store the pressure in the pressure accumulation chamber 30. The pressure can be effectively applied to the combustion chamber 12a, and the thermal efficiency can be further improved.
[0027]
By the way, in this embodiment, since the fuel is directly injected from the fuel injection valve 36 into the pressure accumulating chamber 30 in the exhaust stroke immediately after the pressure accumulating valve 33 is closed, the time until the pressure accumulating valve 33 is opened next is sufficient. The fuel can be sufficiently vaporized in the pressure accumulating chamber 30.
[0028]
Further, when the fuel is directly injected into the pressure accumulating chamber 30 during the long closing period of the pressure accumulating valve 33, it is possible to secure a sufficient injection time C, and the fuel is injected into the combustion chamber 12a at the end of the compression stroke. Compared with general in-cylinder injection in which direct injection is performed instantaneously, the injection pressure can be reduced, and the configuration of the fuel supply system including the fuel injection valve 36 can be simplified, and the cost can be reduced. .
[0029]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is.
[0030]
For example, in the above embodiment, the fuel is directly injected into the pressure accumulating chamber 30, but the present invention can also be applied to an internal combustion engine in which the fuel is injected into the intake port 16. Further, the intake valve 20 and the exhaust valve 21 are not limited to the two-valve type as in the above embodiment, and the present invention can be applied to a two-valve or four-valve internal combustion engine.
[0031]
The present invention can also be applied to an internal combustion engine in which the operating characteristics of the intake valve 20 and the exhaust valve 21 are changed in accordance with the operating conditions. In such an internal combustion engine, the valve accumulator 33 is opened. By wrapping a part of the supercharging timing with the intake stroke at low load, it is possible to prevent a drop in the in-cylinder pressure, and it is possible to reduce the pumping loss by increasing the throttle opening.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to improve the thermal efficiency by increasing the expansion ratio rather than the compression ratio by quickly closing the intake valve, and before the pressure in the combustion chamber starts to rise. The burned gas in the accumulator chamber can be injected into the combustion chamber and the opening angle of the accumulator valve can be made relatively large, and the supercharging amount can be increased to further improve the thermal efficiency.
[0033]
According to the second aspect of the present invention, the accumulated pressure in the accumulator chamber can be effectively applied to the combustion chamber, and the thermal efficiency can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view of an internal combustion engine.
FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
FIG. 3 is a bottom view of the cylinder head as viewed from line 3-3 in FIG.
FIG. 4 is an opening / closing operation characteristic diagram of an intake valve, an exhaust valve, and an accumulator valve.
[Explanation of symbols]
11a ... cylinder bore 12 ... cylinder head 12a ... combustion chamber 14 ... piston 16 ... intake port 17 ... exhaust port 20 ... intake valve 21 ... exhaust valve 30 ... Accumulation chamber 31 ... Accumulation port 33 ... Accumulation valve E ... Internal combustion engine

Claims

A combustion chamber (12a) connected to a cylinder bore (11a) in which a piston (14) is slidably fitted, an intake port (16) and an exhaust port (17) opened to the combustion chamber (12a), and a pressure accumulating chamber ( 30) and an accumulator port (31) connecting the accumulator chamber (30) and the combustion chamber (12a) to the cylinder head (12), the intake port (16), the exhaust port (17) and the accumulator port In an internal combustion engine in which an intake valve (20), an exhaust valve (21), and a pressure accumulating valve (33) that open and close (31) are arranged so as to be able to open and close, the intake valve (20) is connected to the piston (14). The valve is fully closed before reaching the bottom dead center, and the accumulator valve (33) is opened for the first period in the expansion stroke of the engine and passes the bottom dead center before the bottom dead center in the next intake stroke. Over the compression stroke Internal combustion engine, characterized in that the opening only of the period.

The intake port (16) is formed in a shape that generates a swirl flow in the combustion chamber (12a), and a combustion chamber (in the intake port (16)) along the flow direction of the swirl flow in the combustion chamber (12a). The internal combustion engine according to claim 1, wherein the pressure accumulation port (31) is formed so as to open to the combustion chamber (12a) immediately below the opening end to 12a).